ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ. Δρ. Καραογλανίδης Γεώργιος

Transcript

1 ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ ΣΤΟ ΜΑΘΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ Δρ. Καραογλανίδης Γεώργιος ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗ ΔΕΚΕΜΒΡΙΟΣ 2012

2 ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΑ 1 - ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ ΕΙΔΗ ΑΝΑΡΤΗΣΕΩΝ ΑΚΑΜΠΤΟΣ ΑΞΟΝΑΣ ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΔΙΠΛΑ ΨΑΛΙΔΙΑ ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΓΟΝΑΤΑ MacPHERSON ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΗΝΣΗΣ

3 1 - ΕΙΣΑΓΩΓΗ Οι παρούσες σημειώσεις γράφτηκαν στα πλαίσια του μαθήματος ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ του τμήματος οχημάτων του ΑΤΕΙ Θεσσαλονίκης. Αποτελούν ένα μικρό κομμάτι των διαλέξεων που πραγματοποιήθκαν κατά τη διάρκεια του εξαμήνου και συμπληρώνονται από τις διαφάνειες που παρουσιάστηκαν. 2 - ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΟΧΗΜΑΤΩΝ Κατά το σχεδιασμό των οχημάτων και κυρίως των επιβατικών αυτοκινήτων ένα από τα βασικότερα κριτήρια σχεδιασμού είναι η άνεση των επιβατών. Για το λόγο αυτό όλα τα οχήματα πειλαμβάνουν συστήματα αναρτήσεων τα οποία παρέχουν την απαραίτητη ελαστικότητα ώστε οι τροχοί του οχήματος να μπορούν να ακολουθούν το προφίλ του οδοστρώματος. Οι αναρτήσεις επίσης, επιτρέπουν στο αμάξωμα των οχημάτων να παίρνει κλίσεις ώστε ο οδηγός του οχήματος να αντιλαμβάνεται τις μεταβολές στην κίνηση του οχήματος. Οι δύο παραπάνω λειτουργίες των αναρτήσεων, καθορίζουν σημαντικά την οδική συμπεριφορά των οχημάτων σε όλες τις συνθήκες χειρισμού του οδηγού,δηλαδή σε στροφές, φρενάρισμα, επιτάχυνση και ελιγμούς. Σε αντίθεση με το αίσθημα άνεσης των επιβατών που απαιτεί μια αρκετά ελαστική συμπεριφορά, η καλή οδική συμπεριφορά και η ευστάθεια ενός οχήματος απαιτεί συνήθως περιορισμένη ελαστικότητα από τις αναρτήσεις. Για το λόγο αυτό ένας επιτυχής σχεδιασμός του συστήματος ανάρτησης απαιτεί έναν αποδεκτό συμβιβασμό μεταξύ των δύο αυτών των συγκρουόμενων συνθηκών. Οι αναρτήσεις των σύγχρονων οχημάτων πρέπει να πληρούν ένα πλήθος συγκρουόμενων απαιτήσεων και προδιαγραφών κυρίως λόγω των διαφορετικών συνθηκών λειτουργίας στις οποίες καλούνται να ανταπεξέλθουν. Οι βασικότερες απαιτήσεις των σύγχρονων αναρτήσεων μπορούν να συνοψιστούν: 2

4 ανεξαρτησία κίνησης των τροχών και στους δύο άξονες του οχήματος (η απαίτηση αυτή δεν είναι εγγυημένη στην περίπτωση των άκαμπτων αξόνων). ελαχιστοποίηση των μη αναρτημένων μαζών του μηχανισμού της ανάρτησης, προκειμένου να οι διακυμάνσεις του φορτίου στο τιμόνι να παραμένουν όσο το δυνατόν μικρότερες (σημαντικό για την οδήγηση της ασφάλειας) επαρκής στιβαρότητα των μελλών της ανάρτησης ώστε να εξασφαλίζετα καλή ροή των δυνάμεων από τον τροχό στο αμάξωμα του οχήματος. ελαχιστοποίηση του συνολικού όγκου του μηχανισμού της ανάρτησης ώστε να υπάρχει ο απαραίτητος χώρος για την εγκατάσταση και άλλων απαραίτητων υποσυστημάτων όπως το σύστημα διέυθυνσης, ο κινητήρας και το σύστημα μετάδοσης ισχύος. ευκολία χρήσης το κόστος. 2.1 ΒΑΣΙΚΟΙ ΟΡΙΣΜΟΙ Μετατρόχιο Είναι η απόσταση b μετρημένη από ένα επίπαδο που περνά από το μέσο του τροχού ως προς το αντίστοιχο επίπεδο του απέναντι τροχού. Μεταξόνιο Είναι η απόσταση l μεταξύ των κέντρων περιστροφής του μπροστά και του πίσω τροχού. Γωνια Camber Σύμφωνα με το διεθνές πρότυπο DIN , γωνία camber είναι η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ του επιπέδου του μέσου του τροχού και ενός επιπέδου κατακόρυφου προς το επίπεδο 3

5 του δρόμου. Η γωνία camber έχει θετικό πρόσημο όταν ο τροχός τείνει προς το εξωτερικό του αμαξώματος και αρνητικό όταν κλίνει προς το εσωτερικό. Γωνία Caster Γωνία caster είναι η γωνία που σχηματίζεται μεταξύ της προβολής του άξονα διεύθυνσης EG σε επίπεδο παράλληλο στον τροχό και σε επίπεδο κέθετο στο δρόμο που περνά από το κέντρο του τροχού. Ίχνος Caster Ίχνος caster ονομάζεται η απόσταση μεταξύ των σημείων Κ και W στο έδαφος. Η castering του κέντρου του τροχού επαφής W. Ίχνος caster μπορεί να επιτευχθεί και μετατόπιση του άξονα περιστροφής EG του τροχού μπορστά από το κέντρο του τροχού όπως φαίνεται και στο σχήμα. 4

6 Γωνία/Κλίση Kingpin Γωνία ή κλίση kingpin είναι η γωνία της προβολής του άξονα διεύθυνσης EG σε επίπεδο κάθετο στον τροχό και σε επίπεδο κέθετο στο δρόμο που περνά από το κέντρο του τροχού. Μετάθεση Kingpin ή kingpin offset ή scrub radius. 5

7 Kingpin offset είναι η οριζόντια απόσταση του σημείου τομής της προέκτασης του άξονα περιστροφής του τροχού EG και του κέντρου του πέλματος του τροχού. Η απόσταση έχει θετικό πρόσημο όταν το σημείο τομής του άξονα EG με το έδαφος είναι προς το εσωτερικό του οχήματος και αρνητικό στην αντίθετη. Σύγκλιση/Απόκλιση τροχών ή Toe-In/out Γωνία σύγκλισης ή απόκλισης ονομάζεται η γωνία σχηματίζεται μεταξύ του επιπέδου που περνά από το μέσο του τροχού και ενός επιπέδου κάθετου στο έδαφος και παράλληλο με το διαμήκη άξονα του οχήματος. Η γωνία είναι θετική (σύγκλιση τροχών) όταν το εμπρόσθιο τμήμα του τροχού είναι στραμένο προς το όχημα. Άξονας κλυδωνισμού - Roll Axis Άξονας κλυδωνισμού C ονομάζεται ο άξονας που σχηματίζεται μεταξύ των κέντρων κλυδωνισμού των δύο αξόνων του οχήματος. Η θέση του άξονα C, δηλαδή το ύψος του από το έδαφος και η κλίση του παίζουν ρόλο καθοριστικό στην οδική συμπεριφορά του οχήματος καθώς καθορίζουν την μεταβολή της γωνίας camber ε W των τροχών. Ο κλυδωνισμός του οχήματος αποτελεί μέγεθος ικανό να δώσει στον οδηγό την αίσθηση του μεγέθους της πλευρικής επιτάχυνσης λόγω στροφής ή των ανωμαλιών του οδοστρώματος. Η θέση του και 6

8 κλίση του άξονα κλυδωνισμού καθορίζεται από τη γεωμετρία των αναρτήσεων στους δύο άξονες του οχήματος. Άξονας πρόνευσης - Pitch Axis Άξονας πρόνευσης Ο ονομάζεται ο άξονας που καθορίζεται από τη θέση των κέντρων πρόνευσης των δεξιά και αριστερά ζευγών τροχών του οχήματος. Για τον γεωμετρικό προσδιορισμό του άξονα Ο πρέπει να είναι πλήρως γνωστές οι γεωμετρικές περιγραφές των μηχανισμών των αναρτήσεων του οχήματος. Η θέση του άξονα Ο καθορίζεται από τη γεωμετρία της ανάρτησης και επιδρά στην οδική συμπεριφορά του οχήματος. Όπως ο κλυδωνισμός έτσι και η πρόνευση του οχήματος αποτελεί μέγεθος ικανό να δώσει στον οδηγό την αίσθηση του μεγέθους της διαμήκους επιτάχυνσης ή επιβράδυνσης. 7

9 2.2 ΕΙΔΗ ΑΝΑΡΤΗΣΕΩΝ Τα συστήματα ανάρτησης του οχήματος μπορούν να ταξινομηθούν στις παρακάτω κατηγορίες: 1. Εξαρτώμενος ή άκαμπτος άξονας: στην περίπτωση αυτή το ζεύγος τροχών στηρίζεται σε κοινό άξονα που ενεργεί ως άκαμπτη δοκός, η οποία στη συνέχεια συνδέεται με ελατήρια ή σούστες στο αμάξωμα του του οχήματος. 2. Ημι-εξαρτώμενος ημιάκαμπτος άξονας: Το ζεύγος τροχών στηρίζεται σε κοινό άξονα ο οποίος στην περίπτωση αυτή διαθέτει με περιορισμένη ελαστικότητα 3. Ανεξάρτητες ανεξάρτητος: Κάθε τροχός ενός ζεύγους συνδέεται στο αμάξωμα του οχήματος και κινείται ανεξάρτητα από τον απέναντί του ΑΚΑΜΠΤΟΣ ΑΞΟΝΑΣ Η ανάρτηση άκαμπτου άξονα αποτελεί τον πιο απλό και ίσως πιο οικονομικό τύπο ανάρτησης οχημάτων. Το γεγονός αυτό είναι τόσο σημαντικό που παρόλα τα σημαντικά μειονεκτήματα του τύπου αυτού βρίσκει εφαρμογή ακόμη και σήμερα κυρίως σε βαριά οχήματα. 8

10 ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Χαμηλό κόστος κατασκευής και συντήρησης 2. Ικανότητα παραλαβής μεγάλου κατακόρυφου φορτίου 3. Κατάλληλος τύπος για βαρέως τύπου οχήματα ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Ταυτόχρονη (εξαρτημένη) κίνηση των τροχών 2. Περιορισμένη οδική συμπεριφορά 3. Σχετικά βαριά κατασκευή Αύξηση της αναρτώμενης μάζας 4. Απαιτεί αρκετό χώρο 9

11 2.2.2 ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΔΙΠΛΑ ΨΑΛΙΔΙΑ Η ανάρτηση με διπλά ψαλίδια αποτελεί τον περισσότερο συνηθισμένο τύπο ανάρτησης για επιβατικά οχήματα και έχει την ικανότητα να προσαρμοστεί είτε στον μπροστά είτε στον πίσω άξονα του οχήματος. Στο σχήμα παρουσιάζεται μια ανάρτηση κινούμενου μπροστά άξονα με διπλά ψαλίδια. Σχήμα Ανάρτηση με διπλά ψαλίδια Ο συγκεκριμένος τύπος ανάρτησης πληρεί μια σειρά σημαντικών πλεονεκτημάτων έναντι των άλλων τύπων ανεξάρτητων αναρτήσεων. Τα βασικά πλεονεκτήματα αυτού του τύπου ανάρτησης είναι ότι: Έχει μικρό βάρος και απαιτεί σχετικά περιορισμένο χώρο. Επιτρέπει την μεταβολή της γωνίας camber ε W σε συνάρτηση με την κατακόρυφη θέση του τροχού z σε μεγάλο εύρος για μικρή μεταβολή του μετατροχίου b. 10

12 Η μεταβολή της γωνίας camber ε W μπορεί να γίνεται προοδευτικά όλο και περισσότερο αρνητική σε συνάρτηση με την κατακόρυφη θέση του τροχού z όπως φαίνεται και στο σχήμα. Canber [deg] 2,5 2 1,5 1 0,5 0-0,5-1 -1,5-2 -2,5 Γωνία Camber Μπροστά Διαδρομή τροχού [mm] Μεταβολή της γωνίας camber συναρτήσει της διαδρομής του τροχού Η κατάλληλη τοποθέτηση των ψαλιδιών στο χώρο επιτρέπει τον καθορισμό των στιγμιαίων κέντρων κλυδωνισμού Ro και πρόνευσης Oo σε οποιοδήποτε ύψος από το έδαφος. Συνεργάζεται με όλους τους τύπους μηχανισμών συστημάτων διεύθυνσης. Επιτρέπει την ελαχιστοποίηση του φαινομένου του bump steering. Με κατάλληλη χρήση ζύγοθρων η σταθερά ελατηρίου του τροχού c i μπορεί να γίνει προοδευτικά αύξουσα. Αναρτήσεις με διπλά ψαλίδια χρησιμοποιούνται σε όλα τα μονοθέσια αγωνιστικά οχήματα τύπου Formula καθώς επιτρέπουν τη στήριξη των τροχών σε απόσταση από το αμάξωμα βελτιώνοντας την οδική και αεροδυναμική τους συμπεριφορά. Επίσης, επιτρέπουν την γρήγορη ρύθμιση παρέχοντας εύκολη πρόσβαση. Τα κυριότερα μειονέκτημα αυτού του τύπου ανάρτησης είναι 11

13 Η κατασκευαστική πολυπλοκότητα και ο σχετικά αυξημένος αριθμός τεμαχίων. Πιθανή μεταβολή κάποιας από τις παραμέτρους της ανάρτησης προκαλεί συνήθως μεταβολή και σε άλλη ή άλλες παραμέτρους της. Αυξημένες τιμές της γωνίας kingpin επιβάλουν τη χρήση ζαντών με μεγάλο offset καθώς δεν είναι εύκολη η χωροταξική σχεδίαση του φορέα του τροχού με τρόπο ικανό να στηρίζει τα ψαλίδια και το σύστημα πέδησης στο εσωτερικό της ζάντας. Η έντονη κλίση του άξονα περιστροφής του τροχού περιορίζει τον αναγκαίο χώρο για τοποθέτηση αλυσίδων. Απαιτείται κατάλληλη σχεδίαση του αμαξώματος του οχήματος ώστε να παραλαμβάνει τις φορτίσεις όλων των εδράσεων των μελών του μηχανισμού της ανάρτησης. Το πρώτο όχημα που παρουσίασε την ανάρτηση του συγκεκριμένου τύπου ήταν το Packard One-Twenty της εταιρίας Packard Motor Car Company to Σήμερα η ανάρτηση με διπλά ψαλίδια χρησιμοποιείται ευρέως στον πίσω άξονα των περισσότερων επιβατικών οχημάτων λόγω των πολύ καλών ιδιοτήτων της. Παραδείγματα μοντέλων που φέρουν τη συγκεκριμένη ανάρτηση είναι το Honda Accord, το Mazda 6,το Peugeot 407 και σχεδόν όλα τα μοντέλα της Mercedes-Benz. Τέλος, η ανάρτηση με διπλά ψαλίδια αποτελεί την συνηθέστερη επιλογή για αγωνιστικά οχήματα υψηλών επιδόσεων ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΓΟΝΑΤΑ MacPHERSON Η ανάρτηση με γόνατα MacPherson παρουσιάστηκε ως εξέλιξη της ανάρτησης με διπλά ψαλίδια. Ο τύπος αυτός ανάρτησης απαιτεί περισσότερο όγκο σε ύψος και λιγότερο σε πλάτος. Το γεγονός αυτό την κάνει ιδανική για τον μπροστά άξονα σε οχήματα με μπροστά κίνηση οπού ο κινητήρας τοποθετείται σε εγκάρσια θέση. Αν και η ανάρτηση με γόνατα MacPherson βρίσκει κυρίως εφαρμογή στον μπροστά άξονα των οχημάτων έχει την ικανότητα να προσαρμοστεί και στον πίσω. Στο σχήμα 2.42 παρουσιάζεται μια τυπική ανάρτηση με γόνατα MacPherson. 12

14 Ανάρτηση με γόνατα MacPherson. H ανάρτηση του τύπου αυτού παρουσιάζει κάποια σημαντικά πλεονεκτήματα: Έχει μικρότερο πλήθος τεμαχίων από αυτό της ανάρτησης με διπλά ψαλίδια. Έχει μικρότερο κόστος κατασκευής και συντήρησης. Η φόρτιση στον κάτω βραχίονα του μηχανισμού είναι περιορισμένη. Η διαδρομή του τροχού μπορεί να είναι αρκετά μεγάλη. Συνεργάζεται με όλους τους τύπους μηχανισμών συστημάτων διεύθυνσης. Ο σχεδιασμός του αμαξώματος στην περιοχή της ανάρτησης είναι ευκολότερος καθώς οι περιοχές συγκέντρωσης φορτίσεων είναι λιγότερες. Ο περιορισμένος όγκος της όταν βρίσκεται σε μπροστά άξονα επιτρέπει τον καλύτερο σχεδιασμό της ζώνης κρούσης. Η ανάρτηση με γόνατα MacPherson παρόλη την ευρεία χρήση της στα σύγχρονα επιβατικά αυτοκίνητα παρουσιάζει αρκετά μειονεκτήματα συγκρινόμενη με την ανάρτηση του προηγούμενου τύπου. Ο βέλτιστος έλεγχος του προσανατολισμού του ελαστικού κατά την κίνηση του οχήματος είναι δύσκολος. 13

15 Το εύρος μεταβολής της γωνίας camber ε W σε συνάρτηση με την κατακόρυφη θέση του τροχού z είναι μικρότερο ενώ η μεταβολή του μετατροχίου b είναι σχετικά υψηλή. Η μεταβολή της γωνίας camber ε W ακολουθεί καμπύλη αντίθετη συμπεριφορά καθώς γίνεται προοδευτικά όλο και λιγότερο αρνητική σε συνάρτηση με την κατακόρυφη θέση του τροχού z όπως φαίνεται και στο σχήμα. Αυξημένη κατακόρυφη διαδρομή του τροχού μπορεί να οδηγήσει σε θετικές τιμές της γωνίας ε W. Στο διάγραμμα του σχήματος παρουσιάζεται τυπική καμπύλη μεταβολής της ε W για ανάρτηση με γόνατα MacPherson. Canber [deg] 3 2,5 2 1,5 1 0,5 0-0,5-1 -1,5-2 Γωνία Camber Μπροστά -2, Διαδρομή τροχού [mm] Μεταβολή της γωνίας camber συναρτήσει της διαδρομής του τροχού Το ύψος του κέντρου κλυδωνισμού Ro καθώς ελέγχεται κυρίως μόνο από τη θέση του κάτω βραχίονα της ανάρτησης πρέπει να βρίσκεται σε σχετικά μεγάλη απόσταση από το έδαφος ώστε η μεταβολή της γωνίας ε W να είναι ευνοϊκή Το κέντρο πρόνευσης Oo ελέγχεται μόνο από τη θέση του κάτω βραχίονα της ανάρτησης και δεν μπορεί να λάβει θέση σε σχετικά μεγάλη απόσταση από το έδαφος. Σήμερα η ανάρτηση με γόνατα MacPherson παρόλα τα μειονεκτήματά της χρησιμοποιείται σχεδόν αποκλειστικά στον μπροστά άξονα των περισσότερων επιβατικών οχημάτων. Παραδείγματα οχημάτων που φέρουν τη συγκεκριμένη ανάρτηση είναι τα μοντέλα Mito και 14

16 Guilietta της Alfa Romeo και σχεδόν όλα τα μοντέλα της BMW. Τέλος, παρά τα μειονεκτήματά του συγκεκριμένου τύπου ανάρτησης που κάνουν τη χρήση της απαγορευτική για υψηλών επιδόσεων οχήματα, ως εξαίρεση παρουσιάζεται το μοντέλο 911 της εταιρίας Porsche. 3 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΗΝΣΗΣ Το σύστημα διεύθυνσης αποτελεί θεωρητικά τον μηχανισμό που επιτρέπει στον οδηγό του οχήματος να μεταβάλει τις γωνίες των κατευθυντηρίων τροχών αναγκάζοντας έτσι το όχημα να ακολουθήσει οποιαδήποτε επιθυμητή πορεία. Στην πραγματικότητα ο οδηγός μέσω του συστήματος διεύθυνσης έχει τη δυνατότητα να επιβάλλει μόνο ποιοτικά και όχι ποσοτικά την πορεία του οχήματος και γι αυτό είναι υποχρεωμένος να διορθώνει συνεχώς την πορεία του. Το γεγονός αυτό οφείλεται σε πολλούς παράγοντες, οι κυριότεροι των οποίων είναι: Η τάση των ελαστικών να εκτρέπουν από την ευθύγραμμη πορεία τους, δηλαδή να πλαγιοπορούν κατά γωνία α όταν δεχτούν πλευρική φόρτιση Η τραχύτητα του οδοστρώματος zti και οι ταλαντώσεις της αναρτώμενης μάζας που μεταβάλλουν το κατακόρυφο φορτίο F y. F z που ασκείται στους τροχούς. Η παραμόρφωση των μελών του ίδιου του μηχανισμού του συστήματος διεύθυνσης. Η επιλογή του μηχανισμού του συστήματος διεύθυνσης και η γεωμετρία του καθορίζουν: τις γωνίες στροφής δ i των κατευθυντηρίων τροχών τη μεταβολή της γωνίας camber ε W των κατευθυντηρίων τροχών λόγω της στροφής τους ως προς τον άξονα περιστροφής τους όπως αυτός ορίζεται από τις γωνίες kingpin σ και caster τ Ο γεωμετρικός σχεδιασμός του συστήματος διεύθυνσης εξαρτάται αυστηρά από τη συμπεριφορά των ελαστικών που θα φέρει το όχημα. Η δημιουργία πλευρικών δυνάμεων στα πέλματα των ελαστικών ως αντιδράσεις της κεντρομόλου κατά τη διάρκεια της κίνησης οχήματος σε στροφή έχει σαν αποτέλεσμα την εκτροπή του οχήματος από την επιθυμητή τροχιά λόγω ανάπτυξης γωνιών πλαγιοπορείας α i. Το φαινόμενο αυτό παρουσιάζεται στο F yi 15

17 σχήμα 2.6. Με κύρια γραμμή απεικονίζονται οι ακτίνες που διαγράφουν οι τροχοί του οχήματος κατά την πλαγιοπορεία τους, ενώ με διακεκομμένη παρουσιάζεται η κίνηση οχήματος που στρίβει με την υπόθεση ότι τα ελαστικά του δεν πλαγιοπορούν. Όχημα κατά τη διάρκεια στροφής όταν α) τα ελαστικά δεν πλαγιοπορούν Γκρι γραμμή και β) όταν τα ελαστικά πλαγιοπορούν Μαύρη γραμμή. Στην περίπτωση της κίνησης του οχήματος χωρίς πλαγιοπορεία οι κατευθυντήριοι τροχοί πρέπει να στραφούν ώστε να είναι κάθετοι στην ακτίνα του κύκλου που θα διαγράψουν. Η σχέση μεταξύ των γωνιών στροφής του εσωτερικού και του εξωτερικού τροχού στην περίπτωση αυτή δίνεται από την εξίσωση b f cot δ o = cot δ i + l Ένας τέτοιος μηχανισμός συστήματος διεύθυνσης θα έστρεφε τους κατευθυντήριους τροχούς κατά γωνία Ackermann. Τέτοιου τύπου συστήματα διεύθυνσης χρησιμοποιούνται κυρίως σε οχήματα πόλης όπου οι πλευρικές επιταχύνσεις είναι μικρές. Όσο οι πλευρικές επιταχύνσεις μεγαλώνουν το κατακόρυφο φορτίο F Z των εξωτερικών τροχών γίνεται πολύ μεγαλύτερο από αυτό των εσωτερικών. Τα εσωτερικά ελαστικά υποχρεώνονται να ακολουθήσουν την πορεία που επιβάλλουν τα εξωτερικά και έτσι αναγκάζονται να πλαγιοπορήσουν σε μεγαλύτερη γωνία πλαγιοπορείας από τη βέλτιστη. Αυτό έχει σαν αποτέλεσμα την αύξηση της θερμοκρασίας τους, την αύξηση της φθοράς τους και την αύξηση της αντίστασης κύλισής τους. Για τον 16

18 περιορισμό του φαινόμενου το σύστημα διεύθυνσης πρέπει να σχεδιάζεται έτσι ώστε να στρέφει τον εσωτερικό τροχό του οχήματος σε γωνία μικρότερη από αυτή που επιβάλλει το κατά Ackermann σύστημα διεύθυνσης, δηλαδή σε γωνία που τείνει να γίνει ίση με αυτή του εξωτερικού. Συστήματα διεύθυνσης αυτής της κατηγορίας ονομάζονται Παράλληλα και βρίσκουν εφαρμογή κυρίως σε αγωνιστικού τύπου οχήματα όπου οι πλευρικές επιταχύνσεις είναι αρκετά υψηλές. Στην ακραία περίπτωση που η πλευρική επιτάχυνση είναι πολύ υψηλή η γεωμετρία του συστήματος διεύθυνσης μπορεί να επιβάλλει τους τροχούς να στρέφονται σε γωνίες αντίστροφες από αυτές που επιβάλλει το Ackermann σύστημα διεύθυνσης. Τέτοια συστήματα διεύθυνσης ονομάζονται Ανάστροφα Ackermann και εφαρμόζονται κυρίως σε οχήματα τύπου Formula. Το κυριότερο μειονέκτημα των Ανάστροφων Ackermann συστημάτων διεύθυνσης είναι ότι επιβάλλουν στον εσωτερικό κατευθυντήριο τροχό να αναπτύξει μεγάλη γωνία πλαγιοπορείας α στην περίπτωση που το όχημα στρίβει με χαμηλή ταχύτητα, όταν δηλαδή αναπτύσσει μικρή πλευρική επιτάχυνση. Στην περίπτωση αυτή το εσωτερικό ελαστικό υποφέρει από φαινόμενα παρόμοια με αυτά που αναπτύσσονται σε Ackermann συστήματα διεύθυνσης και υψηλές πλευρικές επιταχύνσεις. Στο σχήμα 2.7 παρουσιάζονται οι τρεις γεωμετρικές παραλλαγές του μηχανισμού του συστήματος διεύθυνσης με κριτήριο την αναπτυσσόμενη πλευρική επιτάχυνση. 17

19 Γεωμετρικές παραλλαγές του μηχανισμού συστήματος διεύθυνσης α) Ackermann β) Παράλληλο γ)ανάστροφο Ackermann 18

20 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΚΑΡΑΟΓΛΑΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Δρ. ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ 1

21 ΙΣΤΟΡΙΚΗ ΕΞΕΛΙΞΗ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΟΧΗΜΑ ΜΕΛΛΟΝΤΟΣ

22 ΒΑΣΙΚΑ ΥΠΟΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΚΙΝΗΤΗΡΑΣ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΜΑΞΩΜΑ ΝΤΕΠΟΖΙΤΟ ΤΡΟΧΟΙ ΜΠΡΟΣΤΑ ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΚΙΒΩΤΙΟ ΤΑΧΥΤΗΤΩΝ ΠΙΣΩ ΑΝΑΡΤΗΣΗ 3

23 Ο ΡΟΛΟΣ ΤΗΣ ΑΝΑΡΤΗΣΗΣ 1. ΑΙΣΘΗΜΑ ΑΝΕΣΗΣ ΕΠΙΒΑΤΩΝ 2. ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΟΔΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ 3. ΑΣΦΑΛΕΙΑ ΣΕ ΕΞΑΙΡΕΤΙΚΕΣ ΠΕΡΙΠΤΩΣΕΙΣ 4

24 ΟΧΗΜΑ & ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΠΡΩΤΕΣ ΑΠΟΠΕΙΡΕΣ 5

25 ΑΚΑΜΠΤΟΣ ΑΞΟΝΑΣ 6

34 ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Χαμηλό κόστος κατασκευής και συντήρησης 2. Ικανότητα παραλαβής μεγάλου κατακόρυφου φορτίου 3. Κατάλληλος τύπος για βαρέως τύπου οχήματα ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Ταυτόχρονη (Εξαρτημένη) κίνηση των τροχών 2. Περιορισμένη οδική συμπεριφορά 3. Σχετικά βαριά κατασκευή Αύξηση της αναρτώμενης μάζας 4. Απαιτεί αρκετό χώρο 15

35 ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΗΚΑ 16

36 ΣΤΗΡΙΞΗ ΤΡΟΧΟΥ 17

37 ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΕΓΚΑΡΣΙΑ ΕΛΑΤΗΡΙΑ 18

38 ΒΑΣΙΚΑ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΑ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Αισθητή βελτίωση της οδικής συμπεριφοράς 2. Καλύτερη ευστάθεια σε ευθεία πορεία 3. Μείωση του βάρους 4. Μερική ανεξαρτησία τροχών ΜΕΙΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. Αύξηση πολυπλοκότητας 2. Κακή συμπεριφορά των ελατηρίων 19

39 ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ 1. Ανάρτηση με διπλά ψαλίδια 2. Ανάρτηση MacPherson 3. Ανάρτηση πολλαπλών μελλών 20

40 ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΕΣ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΑΝΑΡΤΗΣΗ ΜΕ ΔΙΠΛΑ ΨΑΛΙΔΙΑ ΑΝΑΡΤΗΣΗ MacPherson 21

41 ΨΑΛΙΔΙΑ ΕΠΑΝΩ ΨΑΛΙΔΙ ΜΟΥΑΓΙΕ ΑΜΟΡΤΙΣΕΡ ΚΑΤΩ ΨΑΛΙΔΙ 22

42 ΚΟΣΤΟΣ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗΣ 23

43 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ ΑΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΚΑΡΑΟΓΛΑΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Δρ. ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ 1

44 ΣΥΣΤΗΜΑ ΣΥΝΤΕΤΑΓΜΕΝΩΝ ΟΧΗΜΑΤΟΣ 2

45 ΓΕΝΙΚΕΣ ΔΙΑΣΤΣΕΙΣ ΚΕΝΤΡΟ ΒΑΡΟΥΣ 3

46 ΜΕΤΑΤΡΟΧΙΟ 4

47 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΜΕΤΑΤΡΟΧΙΟΥ 5

48 ΜΕΤΑΒΟΛΗ ΜΕΤΑΤΡΟΧΙΟΥ 6

49 ROLL AXIS 7

50 ROLL AXIS 8

51 ROLL AXIS 9

52 ROLL AXIS 10

53 ΓΩΝΙΑ CAMBER 11

60 Toe in/out ΣΥΓΚΛΙΣΗ ΤΡΟΧΩΝ 18

64 ΓΩΝΙΑ KINGPIN 22

65 ΓΩΝΙΑ KINGPIN 23

66 ΓΩΝΙΑ CASTER 24

67 ΓΩΝΙΑ CASTER 25

68 ANTI DIVE - ANTI SQUAT 26

69 ANTI DIVE - ANTI SQUAT 27

70 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ ΕΛΑΤΗΡΙΑ - ΑΠΟΣΒΕΣΤΗΡΕΣ ΚΑΡΑΟΓΛΑΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Δρ. ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ 1

71 Ο ΡΟΛΟΣ ΤΩΝ ΕΛΑΤΗΡΙΩΝ - ΑΠΟΣΒΕΣΤΗΡΩΝ 1. ΑΙΣΘΗΜΑ ΑΝΕΣΗΣ ΟΔΗΓΟΥ & ΕΠΙΒΑΤΩΝ 2. ΒΕΛΤΙΩΣΗ ΟΔΙΚΗΣ ΣΥΜΠΕΡΙΦΟΡΑΣ ΟΧΗΜΑΤΟΣ 3. ΕΠΙΔΡΑΣΗ ΣΤΙΣ ΚΛΙΣΕΙΣ ΤΟΥ ΑΜΑΞΩΜΑΤΟΣ 2

72 ΚΑΘΙΣΜΑ ΟΔΗΓΟΥ 3

73 ΣΤΑΘΕΡΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ 4

74 ΦΥΛΛΑ ΣΟΥΣΤΑΣ ΦΥΛΛΑ ΣΟΥΣΤΑΣ 5

75 ΦΥΛΛΟ ΣΟΥΣΤΑΣ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΣΟΥΣΤΑΣ 6

76 ΦΥΛΛΟ ΣΟΥΣΤΑΣ 7

77 ΕΛΙΚΟΕΙΔΕΣ ΣΤΡΕΠΤΙΚΟ ΕΛΑΤΗΡΙΟ 8

78 ΕΛΙΚΟΕΙΔΕΣ ΣΤΡΠΤΙΚΟ ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΣΤΑΘΕΡΑ ΕΛΑΤΗΡΙΟΥ 9

79 ΕΛΙΚΟΕΙΔΕΣ ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΜΕΤΒΛΗΤΗΣ ΔΙΑΤΟΜΗΣ 10

80 ΟΦΕΛΙΜΟ ΜΗΚΟΣ 11

81 ΕΛΙΚΟΕΙΔΕΣ ΕΛΑΤΗΡΙΟ ΜΕΤΑΒΛΗΤΗΣ ΔΙΑΜΕΤΡΟΥ 12

82 ΕΛΑΤΗΡΙΑ ΜΕ ΑΕΡΟΘΑΛΑΜΟ 13

83 ΕΛΑΤΗΡΙΑ ΜΕ ΑΕΡΟΘΑΛΑΜΟ 14

84 ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΙΚΗ ΡΑΒΔΟΣ 15

85 ΑΝΤΙΣΤΡΕΠΤΙΚΗ ΡΑΒΔΟΣ 16

86 ΑΠΣΒΕΣΤΗΡΕΣ ΑΠΟΣΒΕΣΤΗΡΑΣ ΔΙΠΛΟΥ ΣΩΛΗΝΑ 17

87 ΑΠΣΒΕΣΤΗΡΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ 18

88 ΑΠΣΒΕΣΤΗΡΕΣ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ 19

89 ΑΠΣΒΕΣΤΗΡΕΣ ΑΠΟΣΒΕΣΤΗΡΑΣ ΜΟΝΟΥ ΣΩΛΗΝΑ 20

90 ΑΠΣΒΕΣΤΗΡΕΣ 21

91 ΑΠΣΒΕΣΤΗΡΕΣ 22

92 ΑΡΧΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑΣ 23

93 SILENT BLOCKS 24

94 ΜΕΤΑΒΛΗΤΗ ΣΤΑΘΕΡΑ ΑΠΟΣΒΕΣΗΣ 25

95 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΚΑΡΑΟΓΛΑΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Δρ. ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ 1

96 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΣΤΡΟΦΗΣ 2

97 ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ ΣΤΡΟΦΗΣ 3

98 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΚΑΜΠΤΟΣ ΑΞΟΝΑΣ 4

99 ΣΥΣΤΗΜΑ ΔΙΕΥΘΥΝΣΗΣ ΑΝΕΞΑΡΤΗΤΩΝ ΑΝΑΡΤΗΣΕΩΝ 5

100 ΚΡΕΜΑΓΕΡΑ RACK & PINION 6

104 ΚΡΕΜΑΓΕΡΑ RACK & PINION ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. ΕΥΚΟΛΗ ΚΑΙ ΟΙΚΟΝΟΜΙΚΗ ΚΑΤΑΣΚΕΥΗ 2. ΑΞΙΟΠΙΣΤΗ ΚΑΙ ΑΠΟΔΟΤΙΚΗ ΛΕΙΤΟΥΡΓΙΑ 3. ΚΑΛΗ ΕΠΑΦΗ ΜΕΤΑΞΥ ΠΙΝΙΟΝ ΚΑΙ ΚΑΝΟΝΑ 4. ΠΕΡΙΟΣΜΕΝΗ ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ (ΤΖΟΓΟΣ) 5. ΑΠΑΙΤΕΙ ΜΙΚΡΟ ΧΩΡΟ ΕΓΚΑΤΑΣΤΑΣΗΣ 6. ΠΑΡΕΧΕΙ ΑΡΚΕΤΟ ΕΤΡΟΣ ΣΤΡΟΦΗΣ ΜΕΙΟΝΚΤΗΜΑΤΑ 1. ΕΥΑΙΣΘΗΤΟΣ ΜΗΧΑΝΙΣΜΟΣ ΣΕ ΚΡΟΥΣΤΙΚΑ ΦΟΡΤΙΑ 2. ΑΙΣΘΗΜΑ ΑΝΑΤΑΡΑΞΕΩΝ ΣΤΟΝ ΟΔΗΓΟ 3. ΔΕΝ ΣΥΝΕΡΓΑΖΕΤΑΙ ΜΕ ΑΚΑΜΠΤΟ ΑΞΟΝΑ 10

105 TIE ROD 11

106 TIE ROD 12

107 TIE ROD 13

108 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΥΠΟΒΟΗΘΗΣΗΣ 14

109 ΥΔΡΑΥΛΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΥΠΟΒΟΗΘΗΣΗΣ 15

110 ΗΛΕΚΤΡΟΥΔΡΑΥΛΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΥΠΟΒΟΗΘΗΣΗΣ 16

111 ΗΛΕΚΤΡΙΚΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΥΠΟΒΟΗΘΗΣΗΣ 17

114 ΚΟΛΩΝΑ ΤΙΜΟΝΙΟΥ 20

118 ΡΥΘΜΙΣΗ ΚΛΙΣΗΣ ΤΙΜΟΝΙΟΥ 24

119 ΑΛΕΞΑΝΔΡΕΙΟ ΤΕΙ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΤΜΗΜΑ ΟΧΗΜΑΤΩΝ ΟΧΗΜΑΤΑ ΙΙ ΣΤΗΡΙΞΗ ΤΡΟΧΟΥ ΚΑΡΑΟΓΛΑΝΙΔΗΣ ΓΕΩΡΓΙΟΣ Δρ. ΜΗΧΑΝΟΛΟΓΟΣ ΜΗΧΑΝΙΚΟΣ 1

120 ΣΤΗΡΙΞΗ ΤΡΟΧΟΥ 2

121 ΣΤΗΡΙΞΗ ΤΡΟΧΟΥ ΠΛΕΟΝΕΚΤΗΜΑΤΑ 1. ΚΑΤΩ ΨΑΛΙΔΙ 2. ΕΠΑΝΩ ΒΡΑΧΙΟΝΑΣ 3. ΦΟΡΕΑΣ ΤΡΟΧΟΥ 4. ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΑΡΘΡΩΣΗ 5. ΣΦΑΙΡΙΚΗ ΑΡΘΡΩΣΗ 6. ΓΟΝΑΤΟ MAcPherson 7. ΣΤΗΡΙΞΗ ΓΟΝΑΤΟΥ 3

122 ΣΤΗΡΙΞΗ ΤΡΟΧΟΥ ΚΙΝΗΤΗΡΙΟΣ ΤΡΟΧΟΣ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟΣ ΤΡΟΧΟΣ 4

123 ΦΟΡΕΙΣ ΜΠΡΟΣΤΑ ΚΙΝΗΤΗΡΙΟΥ ΤΡΟΧΟΥ 5

124 ΦΟΡΕΙΣ ΜΠΡΟΣΤΑ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟΥ ΤΡΟΧΟΥ 6

125 ΦΟΡΕΙΣ ΠΙΣΩ ΚΙΝΗΤΗΡΙΟΥ ΤΡΟΧΟΥ 7

126 ΦΟΡΕΙΣ ΠΙΣΩ ΚΙΝΟΥΜΕΝΟΥ ΤΡΟΧΟΥ 8

127 ΔΙΑΜΟΡΦΩΣΗ ΑΞΟΝΑ ΣΤΡΟΦΗΣ ΤΡΟΧΟΥ 9

128 ΦΟΡΕΑΣ ΤΡΟΧΟΥ 10

129 ΠΛΗΜΝΗ ΜΠΡΟΣΤΑ ΤΡΟΧΟΥ 11

130 ΠΛΗΜΝΗ ΠΙΣΩ ΤΡΟΧΟΥ 12

131 ΠΛΗΜΝΗ ΤΡΟΧΟΥ ΦΟΡΤΗΓΟΥ 13

132 ΕΞΕΛΙΞΗ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟΥ ΠΛΗΜΝΗΣ 14

133 ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ - FEM 15